【新步步高】2014-2015學年高中生物 第五章 生物的進化章末復習（含解析）蘇教版必修2一、基因頻率和基因型頻率的計算基因頻率是指某群體中，某一等位基因在該位點上可能出現的比率。對基因頻率的計算有很多種類型，不同的類型要采用不同的方法計算。1哈代溫伯格公式(遺傳平衡定律)的應用 當種群較大，種群內個體間的交配是隨機的，沒有突變發生、新基因加入和自然選擇時，存在以下公式：(pq)2p22pqq21，其中p代表一個等位基因的頻率，q代表另一個等位基因的頻率，p2代表一個等位基因純合子(如aa)的頻率，2pq代表雜合子(如aa)的頻率，q2代表另一個純合子(aa)的頻率。 2幾種計算類型(1)常染色體上的基因，已知各基因型的個體數，求基因頻率。(2)常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求基因的頻率。(3)常染色體上的基因，已知各基因型的比例，求該種群自交或雜交一代后，某基因型或某基因的頻率。(4)伴x染色體上的基因，已知基因型的人數或頻率，求基因頻率或基因型頻率。(5)伴x染色體上的基因，已知某基因頻率，求基因型的頻率。訓練1囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病。在歐洲人群中每2 500個人就有一人患此病。如果一對健康的夫婦有一個患病的兒子，此后該女子又與另一健康男子再婚，則再婚后他們生一個患此病孩子的概率是()a1%b0.04%c3.9%d2% 訓練2已知苯丙酮尿癥是位于常染色體上的隱性遺傳病。據調查，該病的發病率大約為1/1 0000。請問，在人群中苯丙酮尿癥致病基因的基因頻率以及攜帶此隱性基因的雜合基因型頻率各是多少？_。 二、物種的形成1形成方式(1)漸變式：經過長期的歷史年代逐漸形成。即：種群小的種群新物種(2)驟變式：在很短時間內即可形成，如自然界中多倍體的形成。2隔離在物種形成中的作用隔離是物種形成的必要條件，包括地理隔離和生殖隔離。其實質是阻止生物之間的基因交流，僅有地理隔離不能產生新的物種，生殖隔離才是物種形成的關鍵。3物種形成與生物進化內容物種形成生物進化標志生殖隔離出現基因頻率改變變化后生物與原生物關系屬于不同物種可能屬于一個物種二者的聯系生物進化的實質是基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種的界限，即生物進化不一定導致新物種的形成新物種的形成是生物長期進化的結果訓練3如圖為某群島上物種演化的模型。a、b、c、d、e、f為六個物種，請據圖回答：(1)假設已知甲島上b物種為有翅蟬，過了相當長時間后，逐漸演化成了殘翅蟬e和超長翅蟬f，請根據達爾文的自然選擇學說結合甲島上多風的自然條件，推測甲島上b物種演化的過程。_。(2)甲島上b物種偶爾有一次乘著季風，飛到了乙島上居住。試分析b物種進入乙島后可能會給乙島上c物種帶來的影響。_。(3)怎樣驗證e和f屬于兩個不同的物種？簡述你的思路和依據。_。三、怎樣解釋出現生物新類型的現象1生物進化與物種形成的區別與聯系區別：生物進化的實質是種群基因頻率的改變，因此，可以認為種群的基因頻率發生改變就意味著生物進化了。而物種的形成是基因頻率改變到一定的程度，直到新類群與原種群不能實現基因交流為止(產生了生殖隔離)。可見，二者是量變和質變的關系。聯系：生物發生進化，并不一定形成新物種，但是新物種的形成要經過生物進化，即生物進化是物種形成的基礎。2人工選擇和自然選擇的區別與聯系區別：二者選擇的標準不同，目的不同。人工選擇的標準為“是否對人類有利”，對人類有利的基因或性狀保留下來，不利的被淘汰，該性狀對生物的生存不一定有利；而自然選擇的標準為“是否有利于該生物的生存”，有利于該生物生存的性狀(或基因)就保留下來，不利的就淘汰。如野雞飛翔能力強產蛋率低，但較強的飛翔能力有利于其逃避敵害，即有利于生存；家雞飛翔能力極差產蛋率很高，善飛但產蛋少的家雞肯定要被淘汰。可見，人工選擇與自然選擇有很大的差別，因此明確目的是區分二者的關鍵。聯系：二者都使被選擇的種群的基因頻率發生改變。3用現代生物進化理論分析生物的進化、適應性和新物種的形成進化的原因內因通過遺傳將有利的變異保留下來，變異為選擇提供原始材料外因生物生存的各種環境條件，如各種生態因素對生物的影響相互作用生物生存的各種環境條件對生物的變異進行選擇，淘汰不利變異，積累和加強有利變異，推動生存斗爭，表現為進化進化的結果適應性環境對生物的變異進行定向選擇，使有利的變異在生物類群中得到積累和加強，形成了生物的適應性多樣性、物種的形成同一物種的不同種群，由于生活環境的變化，形成具有不同適應性的生物類群，當變異積累到一定程度而出現生殖隔離時，便形成了新物種；同一物種的不同類型及新物種的出現均表現為生物的多樣性進化生物新類型的形成導致生物進化，物種的形成是生物進化質的飛躍訓練4蓍草是菊科植物的一個種。采集同一山坡不同海拔高度的蓍草種子，種在海拔高度為零的某一花園中，植株高度如下圖。下列敘述中，正確的是()a原海拔高度不同的蓍草株高的差異表現出物種多樣性b不同海拔高度蓍草之間不能雜交或雜交不育c研究遺傳差異是否影響著蓍草株高，需原海拔處的數據d圖示結果說明蓍草株高的變化受到花園生態環境的影響訓練5某研究小組研究了某地的兩個湖泊，每個湖中生活著兩種相似的魚：紅褐色的和金黃色的，這一地區可能發生過洪水。他們不清楚這兩種魚之間的關系，于是作出如圖所示的兩種假設。以下說法中不正確的是()a假說甲說明湖i和湖由于地理隔離的作用才形成了金黃色魚和紅褐色魚b假說乙認為湖i中原來只有紅褐色魚，湖中原來只有金黃色魚，發洪水時，這兩個湖中的魚混雜在一起c假說甲認為紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚d如紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，則它們不是同一物種高考鏈接1(2010江蘇卷，12)根據現代生物進化理論，下列觀點中正確的是()a人工培育的新物種只能生活在人工環境中b生物進化的方向與基因突變的方向一致c冬季來臨時植物葉中可溶性糖含量增高是為了更好地防止凍害d受農藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機會將基因傳遞后代2(2010山東理綜，2)下列符合現代生物進化理論的敘述是()a物種的形成可以不經過隔離b生物進化過程的實質在于有利變異的保存c基因突變產生的有利變異決定生物進化的方向d自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率3(2010上海生物，28)某自花傳粉植物種群中，親代中aa基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則親代a的基因頻率和f1中aa的基因型頻率分別是()a55%和32.5%b. 55%和42.5%c45%和42.5%d. 45%和32.5%4(2010上海生物，(九)分析有關生物進化的資料，回答問題。(1)自然界中任何生物的個體數都不可能無限增加。根據達爾文自然選擇學說，這是因為_。(2)下圖表示自然選擇對種群的3種作用類型，圖代表長頸鹿種群的選擇類型。具有中等體型的麻雀個體被選擇保留下來，該選擇類型可由圖_代表。這三種選擇類型中，最易產生新種的是圖_。右圖表示某種兩棲動物3個種群在某山脈的分布。在夏季，種群a與b、種群a與c的成員間可以通過山脈遷移。有人研究了1990至2000年間3個體種群的變化過程。資料顯示1915年在種群a和b的棲息地之間建了礦，1920年在種群a和c的棲息地之間修了路。100年來氣溫逐漸升高，降雨逐漸減少。(3)建礦之后，種群b可能消失，也可能成為與種群a、c不同的新種。分析種群b可能形成新種的原因：_。下表是種群a、c的規模、等位基因1(t/t)和2(w/w)頻率的數據，表中為各自隱性基因的頻率。年份種群a種群c規模t(%)w(%)規模t(%)w(%)190046 000511 00051192045 0005.5185071194048 0007185090.8196044 00081800120.6198042 00061600100.8200040 00051550111(4)依據表中數據和上述資料，對種群c的描述，更為準確的是_。a等位基因1的雜合子逐漸增多b與種群a之間不能進行基因交流c正在經歷適應輻射d受氣候影響更大(5)據表中數據分析，種群c的基因庫比種群a_；種群規模與基因_的頻率變化關系密切。1新物種形成的標志是()a具有新的生理功能b出現新的形態結構c出現地理隔離d形成生殖隔離2在我國云南澄江發現的動物化石群約處于5.3億年前的寒武紀早期。該化石群有100多種60多個類群，大多已滅絕。其動物結構與現存動物結構差異很大，在此前的地層中卻找不到其祖先。如此多的動物種類在寒武紀早期“突然”出現的事實與達爾文進化學說觀點相矛盾的是()a生物是由其祖先經漫長的地質年代逐漸進化而來b現代生物之間有或近或遠的親緣關系c生物的變異是不定向的d生物是從簡單到復雜，從低等到高等進化的3下列關于基因頻率的敘述中，正確的是()a某種群中某基因的突變率b某種群中某種基因的出現比例c某種基因在基因庫中所占全部等位基因的比例稱為基因頻率d一對等位基因的基因頻率之和為1/24某種群中aa、aa、aa的基因型頻率如圖，圖中陰影部分表示繁殖成功率低的個體。則該種群經選擇之后，下一代中三種基因型頻率的結果最可能是()5種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。下列敘述不正確的是()a自然選擇使種群基因頻率發生定向改變b種群基因頻率的改變導致生物進化c種群通過個體的進化而進化d種群通過地理隔離可能達到生殖隔離6下列有關地理隔離的敘述錯誤的是()a造成地理隔離的障礙，對于陸生生物往往是水域、山脈、沙漠等，對于水生生物一般是陸地b地理隔離在物種形成中起著促進性狀表現差異作用c地理隔離對人類沒有影響d物種大多是經過長期的地理隔離，最后出現生殖隔離而形成的7轉基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是()a維持棉田物種多樣性b減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度c使食蟲鳥有蟲可食d維持棉田生態系統中的能量流動8下列與生物進化相關的描述中正確的是()a進化總是由突變引起的b進化時基因頻率總是變化的c變異個體總是適應環境的d進化改變的是個體而不是群體9下圖表示共同生活在一起的兩個種群，一個種群主要以a為食，另一個種群主要以b為食，它們所吃的食物有些是共同的，以c表示(圖b表示a圖經過自然選擇形成的結果)。下列關于種群的描述錯誤的是()a自然選擇使兩個種群之一滅絕b自然選擇使以c為食的個體日趨沒落c兩個種群間存在著競爭的關系d兩個種群在競爭中最終適應環境10以下關于種群和物種的敘述正確的是()a同一種群的個體間可自由交配并產生后代，同一物種不同種群不能交配產生后代b種群是生物進化的基本單位，而不是繁殖的單位c種群的基因頻率總是不斷發展變化，物種的基因頻率往往保持不變d種群基因庫的基因沒有物種基因庫的基因豐富11下列關于物種的說法，正確的是()a馬和驢可以繁殖后代，所以馬和驢是同一物種b山羊和綿羊是同一物種c分布在一定自然區域內的蜻蜓是一個物種d在自然狀態下，能相互交配并繁殖出可育后代的一群生物個體題號1234567891011答案12.原產某地的某種一年生植物a，分別引種到低緯度和高緯度地區種植，很多年以后移植到原產地，開花時期如下圖所示。回答下列問題：(1)將植物a引種到低緯度和高緯度地區，這樣原屬于同一個物種的種群a、b和c之間形成_，種群b和種群c個體之間由于花期不同，已不能正常授粉，說明已產生了_。(2)在對b植物的某一種群進行的調查中，發現基因型為dd和dd的植株所占的比例分別為10%和70%(各種基因型個體生存能力相同)，第二年對同一種群進行的調查中，發現基因型為dd和dd的植株所占的比例分別為4%和64%，在這一年中，該植物種群是否發生了進化？_，理由是_。(3)現代生物進化理論認為：_是生物進化的基本單位；_決定生物進化的方向；_是物種形成和生物進化的機制。木村資生的中性學說揭示了_水平進化規律。1320世紀60年代以后，隨著分子生物學的發展，木村資生首先提出了“中性突變進化理論”，簡稱“中性學說”。中性學說認為，生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。每種生物的信息大分子都有一定的進化速率。例如，血紅蛋白鏈的氨基酸每年都會按大約1.2109的速率發生置換。根據以上材料，回答下列問題：(1)中性學說的主要內容包括：突變大多是_的；突變對生物既無利，也無害時，自然選擇對它_；生物的進化速率取決于_和核苷酸的置換速率。(2)從上圖可以看出，不同的信息大分子蛋白質分子的進化速率_，胰島素的年進化速率為_。(3)木村資生認為，只有當分子進化導致形態和生理發生差異后，_才發揮作用。答案 訓練1a由于一對健康夫婦生了一個患病的兒子，所以該遺傳病為隱性遺傳病，設顯性基因為a，隱性基因為a，所以這對夫婦的基因型都為aa。把人群看成一個平衡群體，則有aa占1/2 500，所以隱性基因a的頻率q1/50，顯性基因a的頻率為p49/50，那么群體中，aa基因型的頻率為p2，aa基因型的頻率為2pq，正常人中雜合子aa所占的比例為2pq249/501/501/25 ，即健康人中雜合子所占的比例為1/25，該女子與正常男性婚配后生出患病孩子的幾率約為1/41/251%。21/100、99/5 000解析由于本題不知道具體基因型的個體數以及各種基因型頻率，所以問題變得復雜化，此時可以考慮用哈代溫伯格公式。由題意可知aa的頻率為1/10 000，計算得a的頻率為1/100。又aa1，所以a的頻率為99/100，aa的頻率為2(99/100)(1/100)99/5000。3(1)甲島上b物種通過大量繁殖，產生了大量的個體，新個體中含有許多新的變異性狀，其中，只有超長翅的物種f和殘翅的物種e在甲島多風的環境中，能夠適應環境而生存下來，其他的被淘汰(2)甲島上物種b到達乙島后，可能面臨以下情況：一是與c物種和諧相處，種群共同發展。二是與c物種形成競爭，并被淘汰。三是與c物種形成競爭，最終處于優勢，淘汰c物種(3)選擇e、f物種的適齡雌雄個體若干，放養在一起，觀察e、f物種間個體的交配或繁殖情況。若出現e、f個體間不能相互交配或交配后產生的后代不可育，則說明e、f為不同物種，依據是不同物種間在自然狀態下存在生殖隔離解析(1)根據達爾文自然選擇學說可知，生物原始祖先種群產生大量具有不同變異的個體，由于生活環境條件的不同，對不同變異個體進行選擇，具有有利變異的個體，適應環境而生存下來，逐代積累加強，形成新物種。(2)一個物種進入另一島，由于島上環境條件與該物種生存的原先島上環境條件不同，對進入的物種或對該島原有物種產生影響，可能存在三個方面：可能與島上其他物種形成競爭而處于劣勢被淘汰，可能與島上其他物種友好生存下去共同發展，也可能淘汰原島上的生物。(3)兩個不同的物種間在自然狀態下不能夠相互交配，或能夠相互交配但不能繁殖后代，所以為驗證e、f屬于兩個物種，可選擇e、f物種的適齡雌雄個體若干，放養在一起一段時間，觀察e、f物種間的交配或繁殖情況。4c圖示體現的是不同海拔高度的植株在同一海拔的株高，沒有原海拔的株高；不同海拔的植株仍為同一物種，可以進行基因交流；研究遺傳差異影響植株，要用原海拔的株高與現海拔處株高對比說明。5a從假說甲所示的圖中可知：湖i和湖盡管存在地理隔離，但它們中出現的紅褐色魚和金黃色魚都起源于同一種灰色魚；從假說乙所示的圖中可知：湖i中原來只有紅褐色魚，湖中原來只有金黃色魚，發洪水時，這兩個湖中的魚混雜在了一起；故bc項是正確的。如紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，則說明它們之間存在生殖隔離，所以不是同一物種。假說甲中所示出現的金黃色魚和紅褐色魚，其形成原因是由于自然選擇作用而非地理隔離，故a項是錯誤的。高考鏈接1d人工培育的新物種，只要能夠適應自然環境的條件，便可以在自然環境中生存下去，a項錯誤；生物進化的方向是定向的，是自然選擇的結果，基因突變的方向是不定向的，因此兩者方向并不一致，b項錯誤；冬季植物體內可溶性糖含量升高能有效地抵御凍害，是對自然環境的適應，是長期進化的結果，并非生物的定向變異；d項中抗藥性強的個體具有對農藥更強的抵抗力，因此這樣的個體更容易在農藥環境中存活下來，其抗藥性基因也將遺傳給后代。2d新物種的形成一定要經過生殖隔離；現代生物進化理論從分子水平上解釋了生物進化的實質是種群基因頻率的改變；生物進化的方向是由自然選擇決定的，而不是由基因突變產生的有利變異所決定的；通過自然選擇，具有不利變異的個體被淘汰，具有有利變異的個體被保存下來，使基因頻率發生定向改變。3b根據題目中已知條件aa30%、aa20%，可得aa50%，則基因頻率aaa%1/2aa%30%1/250%55%，aaa%1/2aa%20%1/250%45%。由于該植物為自花傳粉，所以aa后代全部為aa，aa后代全部為aa，aa后代出現性狀分離(1/4為aa,1/4為aa,1/2為aa)，所以f1中aa的比例為aa%aa%1/430%50%1/442.5%。4(1)生存斗爭(或生存競爭，適者生存等) (2) (3)由于與種群a之間的地理隔離，阻斷了種群b與種群a、種群b與種群c的基因交流；因此種群b內的基因突變開始積累，且產生的變異被環境選擇保留下來；種群逐漸適應了生存環境，種群規模開始擴張，并形成生殖隔離，新種形成 (4)a(5)小1(t/t)解析(1)自然界中的生物都有過度繁殖的特性，但都不會導致種群的無限增加，就是受有限的生存空間和有限的生活資源的制約，這就是生存斗爭。(2)自然選擇對種群的作用一般屬于常態分布形式，即一種定向的自然選擇作用。具有中等體型的麻雀被選擇并保留下來符合這種形式，因此屬于圖類型；長頸鹿的選擇條件是高處有食物的特定環境，偏離常態分布，屬于圖類型；而圖類型則顯示兩種典型的變異類型，也就是變異類型多樣，因此容易產生新的物種。(3)根據現代生物進化理論，隔離是物種形成的必要條件。由于開礦、修路導致種群b與種群a、種群c之間形成地理隔離，于是種群a和種群b無法進行基因交流，同時種群b和種群c也無法進行基因突變。種群b內出現的變異個體被其生存的環境所選擇并保留下來，在選擇過程中基因頻率逐漸改變，當基因頻率的改變使種群a和種群c形成生殖隔離時就形成了新的物種。(4)從表中信息可以看出種群c中t的基因頻率逐漸增加，而其等位基因t的基因頻率逐漸減少，由于雜合子的基因頻率為2t的基因頻率t的基因頻率，t的基因頻率1t的基因頻率，代入計算可得出種群c的雜合子逐漸增多，當兩者的基因頻率達到0.5時，雜合子的比例最大，故選a項。種群c和種群a之間基因頻率的改變沒有突破物種界限，種群a和種群c仍屬于同一物種，兩者能進行基因交流，只是存在地理隔離，無法進行基因交流而已，排除b項。而選項c、d從題目信息中無法得出，可以直接排除。(5)基因庫是指種群中所有個體所含有的全部基因。由于種群c的種群個體少，所以種群c的基因庫比種群a的小。從表中可以看出，種群c的規模越來越小，與t的基因頻率越來越大有關，即種群c規模與等位基因t/t的基因頻率變化密切相關。課后作業1d新物種形成的標志是形成生殖隔離。2ab、c、d均為正確的陳述句，但與題意不符。達爾文進化學說認為：“生物是由其祖先經漫長的地質年代逐漸進化而來的”，而云南澄江發現的動物化石群“突然”出現多種動物表明生物也可能有另外的進化方式。3c在一個種群的基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率，叫做基因頻率。一對等位基因的基因頻率之和為1。4b從圖中可以看出，基因型為aa的個體中繁殖成功率低的個體所占比例最小，基因型為aa的個體中繁殖成功率低的個體所占的比例最大，因此，經選擇后，被淘汰的基因型為aa的個體最多，基因型為aa的個體最少，因此，剩余個體數量就如圖b所示。5c種群是生物進化的基本單位而不是通過個體進化，生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發生變化的過程，而生物進化的方向是由自然選擇決定的，所以自然選擇能使種群基因頻率發生定向改變。新物種的形成往往是通過長期的地理隔離導致生殖隔離實現的。